CN220141381U - 一种气泡水机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及小家电领域，具体涉及一种气泡水机。它包括机体和储气容器，储气容器的出气端设有减压装置，减压装置包括减压阀和驱动电机，减压阀包括阀体、顶针和传动轴，阀体内设有进气通道，顶针安装于进气通道内并用于顶开储气容器，传动轴作用于顶针使其运动，传动轴由驱动电机驱动旋转，机体内设有位置检测件和控制单元，控制单元根据位置检测件发出的信号来控制驱动电机的工作时间。本实用新型提供一种气泡水机，能够通过驱动电机配合相应结构控制储气容器的出气或关闭，通过控制单元精准控制出气时间，从而减小气体溶于水的溶解度偏差，使得每一次制作的气泡水浓度一致，口感也一致。

Description

一种气泡水机

技术领域

本实用新型涉及小家电领域，具体涉及一种气泡水机。

背景技术

气泡水在大众中越来越受欢迎，这使得气泡水机在市面上的应用也越来越广泛，气泡水的制作原理是向液体中充入压力气体形成气泡水。

如中国专利授权公告号CN217524654U、名称为“一种气泡饮水机”的专利中公开了一种气泡饮水机，它包括机体，机体上设有水箱、充气装置及混合腔，水箱、充气装置均与混合腔连通，机体上设有容纳腔，充气装置设在容纳腔内，所述机体的侧壁上设有可打开的盖板，所述盖板用于从机体的侧部打开或关闭容纳腔。

如中国专利授权公告号CN217524661U、名称为“一种气泡饮水机”的专利中公开了一种气泡饮水机，它包括机体，机体上设有水箱、充气装置及混合腔，水箱、充气装置均与混合腔连通以将水箱中的水和充气装置中的气在混合腔中混合，所述混合腔包括可视的内胆，内胆凸出于机体以从机体的外部观察内胆。

如中国专利授权公告号CN217367913U、名称为“一种气泡饮水机”的专利中公开了一种气泡饮水机，它包括用于提供气体的储气装置，储气装置向腔室中注入气体形成气泡水，第一恒压装置与储气装置连接，气体通过第一恒压装置后以恒定压强进入到腔室中。

以上专利均是基于由水箱提供水，由气瓶提供气，两者通过管路分别将液体和气体输送至混合腔中进行水气混合制作气泡水。气瓶出口还会设置有减压阀对气瓶内的压力进行限制从而达到所需的压力。

气瓶的出气方式一般有手动按压出气或者气动方式出气两种方式。以上两种出气方式中，首先手动按压出气需要人为操作，较为繁琐，不够智能化，其次不管哪种方式人为操作无法精准控制气瓶的出气量导致气体溶于水的溶解度偏差较大。

实用新型内容

针对现有气泡水机上储气容器的出气方式无法精准控制储气容器的出气量导致气体溶于水的溶解度偏差较大、气泡水浓度不一致的不足，本实用新型的目的在于提供一种气泡水机，提供一种新的储气容器出气结构，不需手动按压，而且能够通过驱动电机配合相应结构控制储气容器的出气或关闭，通过控制单元精准控制出气时间，从而减小气体溶于水的溶解度偏差，使得每一次制作的气泡水浓度一致，口感也一致。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种气泡水机，包括机体和设于机体的储气容器，储气容器的出气端设有减压装置，所述减压装置包括减压阀和驱动电机，减压阀包括阀体、顶针和传动轴，阀体内设有进气通道，顶针安装于进气通道内并用于顶开储气容器，传动轴作用于顶针使其运动，传动轴伸出阀体并连接有从动齿轮，从动齿轮由驱动电机驱动旋转，从动齿轮上设有触发件，机体内设有位置检测件和控制单元，位置检测件和驱动电机分别与控制单元电连接，控制单元根据位置检测件受触发件触发产生的信号来控制驱动电机的工作时间。

本技术方案中，初始状态下，传动轴不对顶针施加作用力，储气容器处于关闭状态。驱动电机工作时带动从动齿轮旋转，从而带动连接在从动齿轮上的传动轴旋转，当传动轴转动至特定位置时，传动轴对顶针施加作用力，从而驱使顶针运动顶开储气容器，此时储气容器处于出气状态，气体通过进气通道进入阀体。从动齿轮上安装有触发件，当位置检测件检测到触发件时代表传动轴已转动至特定位置时，位置检测件发出信号，控制单元根据信号控制驱动电机的停留时间，传动轴此时不再转动，储气容器持续出气，从而精准控制储气容器的出气量。本技术方案中通过驱动电机驱使顶针运动自动控制储气容器的出气或关闭，简化操作，提高智能化，通过位置检测件和控制单元精准控制储气容器的出气时间，即精准控制储气容器每次的出气量从而减小气体溶于水的溶解度偏差，使得每一次制作的气泡水浓度一致。

本实用新型还进一步设置为：所述位置检测件包括两个霍尔元件，触发件包括磁铁，两个霍尔元件分别设于磁铁跟随从动齿轮旋转的起点和终点的一侧。通过本设置，当从动齿轮旋转时，磁铁也随之旋转，在从动齿轮旋转的起点和终点均设置了霍尔元件，从而霍尔元件可以检测磁铁的所在位置，从动齿轮旋转的起点和终点分别对应于储气容器的关闭状态和出气状态，从而便于控制单元根据需要调整驱动电机的工作状态。

本实用新型还进一步设置为：所述机体内设有齿轮支架，从动齿轮安装于齿轮支架，齿轮支架设有供减压阀安装的安装腔。通过本设置，齿轮支架为从动齿轮以及减压阀提供安装空间，从动齿轮以及减压阀均可以安装到齿轮支架上，集成度更高，节约空间。

本实用新型还进一步设置为：所述齿轮支架设有限制从动齿轮旋转角度的挡筋。通过本设置，挡筋用于限制从动齿轮的旋转角度，防止从动齿轮过度转动从而使得传动轴不在准确触发顶针的特定位置上，挡筋可以设置两处，分别用于限制从动齿轮的正转位置和反转位置，使得传动轴能在特定位置上作用于顶针或者在初始位置上不作用于顶针。

本实用新型还进一步设置为：所述从动齿轮为不完全齿轮，从动齿轮的轮齿在从动齿轮圆周上分布的角度≤270°且≥90°。通过本设置，由于驱动电机的正反转可以控制从动齿轮正反转，从动齿轮正转到特定位置后，传动轴驱使顶针运动顶开储气容器，从动齿轮反转回到初始位置后，传动轴不作用于顶针关闭储气容器，因此从动齿轮不需要设置成完整的齿轮，为了保证传动轴转动足够角度完全作用于顶针或者不作用于顶针，从动齿轮的轮齿在从动齿轮圆周上分布的角度不小于90°，为了避免设置过多无用的从动齿轮的轮齿，从动齿轮的轮齿在从动齿轮圆周上分布的角度不大于270°，减少从动齿轮的重量和成本。

本实用新型还进一步设置为：所述传动轴上设有凸轮部，传动轴通过凸轮部的工作面作用于顶针。通过本设置，凸轮部随传动轴旋转时，凸轮部的工作面距传动轴的轴线有远心点和近心点，传动轴在初始位置时，凸轮部的近心点正对顶针，距离顶针一段距离，无法对顶针施压，顶针不能推开储气容器，从而储气容器是关闭状态，当传动轴转动到特定位置时，凸轮部的工作面逐渐按压顶针，直至凸轮部的远心点正对顶针，顶针受压距离最大，顶开储气容器使其处于出气状态。

本实用新型还进一步设置为：所述阀体设有轴孔，传动轴插入轴孔安装，传动轴的外周设有环形的防退槽，阀体设有插入防退槽的限位件。通过本设置，限位件和防退槽配合限制传动轴的轴向窜动，从而保证传动轴的作用部位能够在轴向位置上准确对准顶针，以保证储气容器的正常出气或关闭。

本实用新型还进一步设置为：所述阀体内设有稳压腔和排气通道，稳压腔内设有压力平衡阀芯和弹性件，压力平衡阀芯与稳压腔的内壁密封配合并将稳压腔分成上腔和下腔，压力平衡阀芯在弹性件的弹力作用下保持远离稳压腔的入口，使下腔与进气通道连通，压力平衡阀芯内设有保持上腔和下腔连通的平衡通道，下腔与排气通道连通。通过本设置，当气体从储气容器流出时，高压气流使得压力平衡阀芯向上运动，气体进入上腔，气体进入上腔后会推动压力平衡阀芯向下运动，使得弹性件受压，继而压力平衡阀芯达到一个平衡位置，此时排气通道的气压就是系统所需的压力，采用弹性件控制储气容器的输出压力，从而使得系统内各个部件的所需承压能力降低，降低了设计成本。

本实用新型还进一步设置为：所述稳压腔内设有引导压力平衡阀芯运动的导向环，压力平衡阀芯与导向环密封配合形成下腔。通过本设置，导向环为压力平衡阀芯的运动提供导向，确保压力平衡阀芯运动的稳定性。

本实用新型还进一步设置为：所述排气通道的出口通过出气管与用气容器连通，出气管上设有常闭的电磁阀。通过本设置，为了进一步提高系统安全性，在排气通道的出口后面可接一个电磁阀，实现整机异常断电时，储气容器内气体不会进入用气容器内，保护各个元器件。当正常工作时，减压阀打开储气容器，气体从减压阀的出口流出，同时电磁阀也开启，使得减压后的气体进入用气容器；当整机异常断电时，电动阀在任意位置不能自动复位，但是电磁阀在掉电时能自动闭合，防止在断电后储气容器内气体仍会进入用气容器，阻止异常的发生。

本实用新型的优点是：初始状态下，传动轴不对顶针施加作用力，储气容器处于关闭状态。驱动电机驱使传动轴转动，当传动轴转动至特定位置时，传动轴对顶针施加作用力，从而驱使顶针运动顶开储气容器使其处于出气状态，实现对储气容器的出气或关闭的自动控制，简化操作，提高智能化。通过位置检测件检测从动齿轮的位置，通过控制单元精准控制储气容器的出气时间，即精准控制储气容器每次的出气量从而减小气体溶于水的溶解度偏差，使得每一次制作的气泡水浓度一致，口感也一致。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例中气泡水机的结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例中气泡水机的分体图；

图3为本实用新型一个实施例中气泡水机在减压阀处的剖视图；

图4为本实用新型一个实施例中传动轴的结构示意图；

图5为本实用新型一个实施例中齿轮支架的结构示意图；

图6为本实用新型一个实施例中储气容器出气时从动齿轮的死点位置图；

图7为本实用新型一个实施例中储气容器关闭时从动齿轮的死点位置图；

图8为本实用新型一个实施例中减压阀的分体图；

图9为本实用新型一个实施例中减压阀的剖视图；

图10为本实用新型一个实施例中减压阀后接电磁阀的结构示意图。

附图标记：机体100、齿轮支架101、安装腔102、挡筋103、储气容器200、减压阀300、阀体301、顶针302、传动轴303、凸轮部304、防退螺钉305、防退槽306、进气通道307、排气通道308、压力平衡阀芯309、弹簧310、上腔311、下腔312、导向环313、第一密封件314、第二密封件315、第三密封件316、出气管317、驱动电机400、从动齿轮401、主动齿轮402、磁铁403、霍尔板404、用气容器500、电磁阀600。

具体实施方式

在本实施例的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参照图1至图10，在本实用新型的一个实施例中的气泡水机，包括机体100和设于机体100的储气容器200，储气容器200的出气端设有减压装置，减压装置包括减压阀300和驱动电机400，减压阀300包括阀体301、顶针302和传动轴303，阀体301内设有进气通道307，顶针302安装于进气通道307内并用于顶开储气容器200，传动轴303作用于顶针302使其运动，传动轴303伸出阀体301并连接有从动齿轮401，从动齿轮401由驱动电机400驱动旋转，从动齿轮401上设有触发件，机体100内设有位置检测件和控制单元，位置检测件和驱动电机400分别与控制单元电连接，控制单元根据位置检测件受触发件触发产生的信号来控制驱动电机400的工作时间。

本实施例中，传动轴303的转动由驱动电机400提供动力，驱动电机400可以直接驱动从动齿轮401转动，进而带动连接在从动齿轮401上的传动轴303旋转，也可以在设计一个于驱动电机400的电机轴连接的主动齿轮402，主动齿轮402与从动齿轮401啮合且一小一大设置实现减速，实现驱动电机400、主动齿轮402至从动齿轮401、传动轴303的减速传动。

初始状态下，传动轴303不对顶针302施加作用力，储气容器200处于关闭状态。当驱动电机400带动传动轴303转动至特定位置时，传动轴303对顶针302施加作用力，从而驱使顶针302运动顶开储气容器200，此时储气容器200处于出气状态，气体通过进气通道307进入阀体301，实现对储气容器200出气或关闭的自动控制，简化操作，提高智能化。

传动轴303上设有按压结构来驱动顶针302：例如传动轴303上设有凸轮部304，凸轮部304随传动轴303旋转时，凸轮部304的工作面距传动轴303的轴线有远心点和近心点，传动轴303在初始位置时，凸轮部304的近心点正对顶针302，此时凸轮部304的工作面不作用于顶针302，无法对顶针302施压，顶针302不能推开储气容器200，储气容器200是关闭状态，当传动轴303转动到特定位置时，凸轮部304的工作面逐渐按压顶针302，直至凸轮部304的远心点正对顶针302，顶针302受压距离最大，顶针302顶开储气容器200使储气容器200处于出气状态。

传动轴303上的按压结构不局限于凸轮形状，也可以是带凹陷的圆环，凹陷正对顶针302时，凹陷不作用于顶针302，顶针302不能推开储气容器200，储气容器200是关闭状态，圆环的外周面正对顶针302时，顶针302受圆环的外周面按压顶开储气容器200使储气容器200处于出气状态。也可以是带凸起的圆环，圆环的外周面正对顶针302时，圆环的外周面不作用于顶针302，顶针302不能推开储气容器200，储气容器200是关闭状态，凸起正对顶针302时，顶针302受凸起按压顶开储气容器200使储气容器200处于出气状态。

除了凸轮部304、带凹陷的圆环、带凸起的圆环等，其他按压结构只要满足当传动轴303转动至特定位置按压结构能够对顶针302施加作用力，离开特定位置后按压结构不对顶针302施加作用力，也能实现储气容器200的出气或关闭的自动控制。

为了精准控制储气容器200的出气量，从动齿轮401上安装有磁铁403作为触发件，当从动齿轮401旋转时，磁铁403也随之旋转，在从动齿轮401旋转的起点和终点均设置了霍尔元件作为位置检测件，霍尔元件可以检测磁铁403的所在位置，两个霍尔元件均安装在霍尔板404上，从动齿轮401旋转的起点和终点分别对应于储气容器200的关闭状态和出气状态，从而便于控制单元根据需要调整驱动电机400的工作状态。当终点处的霍尔元件检测到磁铁403时代表传动轴303已转动至按压顶针302的位置，位置检测件发出信号，控制单元根据信号控制驱动电机400的停留时间，传动轴303此时不再转动，顶针302顶开储气容器200持续出气，从而精准控制储气容器200的出气量，减小气体溶于水的溶解度偏差，使得每一次制作的气泡水浓度一致，口感也一致。

为了便于从动齿轮401以及减压阀300等零件的安装，机体100内设有齿轮支架101，从动齿轮401安装于齿轮支架101，齿轮支架101设有供减压阀300安装的安装腔102，齿轮支架101为从动齿轮401以及减压阀300提供安装空间，从动齿轮401以及减压阀300均可以安装到齿轮支架101上，集成度更高，节约空间。

由于驱动电机400具有可以正反转的特性，因此可以控制从动齿轮401正反转，从动齿轮401正转到特定位置后，传动轴303驱使顶针302运动顶开储气容器200使其处于出气状态，从动齿轮401反转回到初始位置后，传动轴303不作用于顶针302以关闭储气容器200，因此从动齿轮401不需要设置成完整的齿轮，可以将其设计为不完全齿轮，从动齿轮401的轮齿在从动齿轮401圆周上分布的角度为α，90°≤α≤270°。为了保证传动轴303转动足够角度使其完全作用于顶针302或者不作用于顶针302，从动齿轮401的轮齿在从动齿轮401圆周上分布的角度不小于90°。为了避免设置过多无用的从动齿轮401的轮齿，从动齿轮401的轮齿在从动齿轮401圆周上分布的角度不大于270°，从而减少从动齿轮401的重量和成本。

参照图6、图7，为了对从动齿轮401的转动进行限位，齿轮支架101设有挡筋103，挡筋103用于限制从动齿轮401的旋转角度，防止从动齿轮401过度转动从而使得传动轴303不在准确触发顶针302的特定位置上。结合从动齿轮401的正反转，挡筋103可以设置两处，分别用于限制从动齿轮401正转的死点位置和反转的死点位置，使得传动轴303能在正转的死点位置上作用于顶针302或者在反转的死点位置上不作用于顶针302。储气容器200需要出气时，当从动齿轮401由初始位置转动90°，转动到开减压阀300的死点位置，由于挡筋103的结构限制，驱动电机400堵转无法转动，线路板采集到驱动电机400的电流增大来控制驱动电机400停止转动。反之也是一样，储气容器200需要关闭时，从动齿轮401反转到关减压阀300的死点位置，同样依靠驱动电机400堵转电流增大来控制驱动电机400停止。

为了使得传动轴303转动时位置更稳定，阀体301设有轴孔，传动轴303插入轴孔安装，传动轴303的外周设有环形的防退槽306，阀体301设有插入防退槽306的限位件，限位件可以采用防退螺钉305，防退螺钉305和防退槽306配合限制传动轴303的轴向窜动，从而保证传动轴303的按压部位能够在轴向位置上准确对准顶针302，以保证储气容器200的正常出气或关闭。

现有技术中，不管是手动减压阀300还是气动减压阀300在气体刚冲出减压阀300时瞬时压力＞60Bar，一方面瞬时压力大对系统内各个部件的承压能力要求较高，另一方面如果系统内某些元器件失效，高压气体可能会冲破某个薄弱的部件。因此为了控制储气容器200的输出压力，参照图8、图9，阀体301内设有稳压腔和排气通道308，稳压腔内设有压力平衡阀芯309和弹性件，弹性件以弹簧310为例，压力平衡阀芯309与稳压腔的内壁密封配合并将稳压腔分成上腔311和下腔312，压力平衡阀芯309在弹簧310的弹力作用下保持远离稳压腔的入口，使下腔312与进气通道307连通，压力平衡阀芯309内设有保持上腔311和下腔312连通的平衡通道，下腔312与排气通道308连通。当气体从储气容器200流出时，高压气流使得压力平衡阀芯309向上运动，气体进入上腔311，气体进入上腔311后会推动压力平衡阀芯309向下运动，使得弹簧310受压，继而压力平衡阀芯309达到一个平衡位置，此时排气通道308的气压就是系统所需的压力，采用弹簧310控制储气容器200的输出压力，从而使得系统内各个部件的所需承压能力降低，降低了设计成本。

为了使得阀芯运动时更稳定，稳压腔内设有引导压力平衡阀芯309运动的导向环313，压力平衡阀芯309与导向环313密封配合形成下腔312，导向环313为压力平衡阀芯309的运动提供导向，确保压力平衡阀芯309能沿设定的方向稳定运动。

为了保证减压阀300的密封性，减压阀300内设置了第一密封件314、第二密封件315、第三密封件316，第一密封件314位于稳压腔的入口处，进气时气体推开第一密封件314打开稳压腔的入口。第二密封件315位于导向环313和压力平衡阀芯309之间用于两者的滑动配合密封，第三密封件316位于压力平衡阀芯309和稳压腔的内壁之间用于两者的滑动配合密封。

参照图10，排气通道308的出口通过出气管317与用气容器500连通，为了进一步提高系统安全性，在排气通道308的出口后面可接一个常闭的电磁阀600，实现整机异常断电时，储气容器200内气体不会进入用气容器500内，保护各个元器件。当正常工作时，减压阀300打开储气容器200，气体从减压阀300的出口流出，同时电磁阀600也开启，使得减压后的气体进入用气容器500；当整机异常断电时，电动阀在任意位置不能自动复位，但是电磁阀600在掉电时能自动闭合，防止在断电后储气容器200内气体仍会进入用气容器500，阻止异常的发生。

上述实施例对本实用新型的具体描述，只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述实用新型的内容对本实用新型作出一些非本质的改进和调整均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气泡水机，包括机体和设于机体的储气容器，储气容器的出气端设有减压装置，其特征在于，所述减压装置包括减压阀和驱动电机，减压阀包括阀体、顶针和传动轴，阀体内设有进气通道，顶针安装于进气通道内并用于顶开储气容器，传动轴作用于顶针使其运动，传动轴伸出阀体并连接有从动齿轮，从动齿轮由驱动电机驱动旋转，从动齿轮上设有触发件，机体内设有位置检测件和控制单元，位置检测件和驱动电机分别与控制单元电连接，控制单元根据位置检测件受触发件触发产生的信号来控制驱动电机的工作时间。

2.根据权利要求1所述的气泡水机，其特征在于，所述位置检测件包括两个霍尔元件，触发件包括磁铁，两个霍尔元件分别设于磁铁跟随从动齿轮旋转的起点和终点的一侧。

3.根据权利要求1所述的气泡水机，其特征在于，所述机体内设有齿轮支架，

从动齿轮安装于齿轮支架，齿轮支架设有供减压阀安装的安装腔。

4.根据权利要求3所述的气泡水机，其特征在于，所述齿轮支架设有限制从动齿轮旋转角度的挡筋。

5.根据权利要求1所述的气泡水机，其特征在于，所述从动齿轮为不完全齿轮，从动齿轮的轮齿在从动齿轮圆周上分布的角度≤270°且≥90°。

6.根据权利要求1所述的气泡水机，其特征在于，所述传动轴上设有凸轮部，

传动轴通过凸轮部的工作面作用于顶针。

7.根据权利要求1所述的气泡水机，其特征在于，所述阀体设有轴孔，传动轴插入轴孔安装，传动轴的外周设有环形的防退槽，阀体设有插入防退槽的限位件。

8.根据权利要求1所述的气泡水机，其特征在于，所述阀体内设有稳压腔和排气通道，稳压腔内设有压力平衡阀芯和弹性件，压力平衡阀芯与稳压腔的内壁密封配合并将稳压腔分成上腔和下腔，压力平衡阀芯在弹性件的弹力作用下保持远离稳压腔的入口，使下腔与进气通道连通，压力平衡阀芯内设有保持上腔和下腔连通的平衡通道，下腔与排气通道连通。

9.根据权利要求8所述的气泡水机，其特征在于，所述稳压腔内设有引导压力平衡阀芯运动的导向环，压力平衡阀芯与导向环密封配合形成下腔。

10.根据权利要求8所述的气泡水机，其特征在于，所述排气通道的出口通过出气管与用气容器连通，出气管上设有常闭的电磁阀。